نحوه تخمین جابجایی مبدل سرامیکی پیزوالکتریک اولتراسونیک

جابجایی اولتراسونیک مبدل پیزو سرامیکی با استفاده از اثر پیزوالکتریک معکوس تخمین زده می شود، یعنی زمانی که ولتاژی به سرامیک های پیزوالکتریک اعمال می شود، سرامیک های پیزوالکتریک تحت تأثیر میدان الکتریکی تغییر شکل داده و جابه جا می شوند.

1. تخمین تقریبی جابجایی
   جابجایی اولتراسونیک جزء سرامیکی پیزو تحت حداکثر ولتاژ مقاومت معمولاً حدود 1 ‰ طول در جهت جابجایی است. به عنوان مثال، ورق پیزو سرامیک با ضخامت 1 میلی متر با حداکثر ولتاژ تحمل 1000 ولت، حداکثر ولتاژ تحمل 1000 ولت و حداکثر جابجایی در جهت ضخامت تقریباً 1 میکرومتر است.

   
   

   
   

2. تخمین جابجایی سرامیک های پیزوالکتریک اولتراسونیک.
   کجا: u: ولتاژ اعمال شده [v]، h: ارتفاع سرامیکی [m]، e: قدرت میدان الکتریکی [v/m]، d: ضریب پیزوالکتریک [m/v]، w: عرض سرامیکی [m]. از فرمول بالا می توان دریافت که جابجایی مبدل سرامیکی پیزوالکتریک التراسونیک ورق شکل فقط به ماده و ولتاژ عرضه شده مربوط می شود، اما برای همان ماده، تا زمانی که ولتاژ یکسانی اعمال شود، جابجایی ایجاد شده توسط ورق های سرامیکی پیزو نمی تواند از حداکثر ولتاژ با ارتفاع های مختلف بیشتر شود مقاومت کرد).
   طبق این فرمول محاسباتی می توان از اشکال دیگر نیز برای تخمین جابجایی استفاده کرد.

   
   

   
   

3.  سرامیک پیزو تک لایه زمانی که در فرکانس رزونانس کار می کند بیشترین دامنه را تولید می کند. هنگامی که الکتریسیته را حس می کند یا تولید می کند، ولتاژ خروجی را تخمین بزنید. هنگامی که یک مبدل سرامیکی پیزوالکتریک اولتراسونیک به عنوان سنسور استفاده می شود، از اثر پیزوالکتریک مثبت خود استفاده می کند. با اعمال نیروی خارجی برای خروجی شارژ تغییر شکل می دهد. فرمول تخمین نظری ولتاژ خروجی: که در آن: d33 ثابت ماده است، f: نیرو، h: ارتفاع، r: شعاع ویفر است.
   به عنوان مثال، ضریب مواد ویفر NCE41-DISC-OD20-TH5 25.5 * 1013 است. هنگامی که نیرویی معادل 12500 نیوتن اعمال می شود، ولتاژ تخمینی تئوری 5000 ولت است.

   
   

   
   

4. انتخاب مدل تک لایه کریستال های سرامیکی پیزو : محصولات ورق های سرامیکی پیزوالکتریک اولتراسونیک معمولاً در مقیاس بزرگ سفارشی می شوند، بنابراین ما اجزای ورق سرامیکی پیزوالکتریک اولتراسونیک را به عنوان محصولات استاندارد ارائه نمی دهیم. با این حال، موجودی مدل نیز وجود خواهد داشت. توصیه می شود برای تست عملکرد، زمان تحویل کوتاه و کنترل هزینه ساده، مدلی را از موجودی انتخاب کنید.